制冷壓縮機(jī)用三相異步耐氟電機(jī)生產(chǎn)工藝

改造者：朱 建

制冷壓縮機(jī)用三相異步耐氟電機(jī)生產(chǎn)工藝

改造者：朱 建

制冷壓縮機(jī)用三相異步耐氟電機(jī)一般主要應(yīng)用于半封閉制冷壓縮機(jī)中，該種電機(jī)與壓縮機(jī)同軸聯(lián)結(jié)，即電機(jī)轉(zhuǎn)子與曲軸的主軸頸裝配成一個(gè)整體，定子與壓縮機(jī)機(jī)座一體，并且被封閉在充有制冷劑和冷凍機(jī)油的機(jī)殼體內(nèi)而成為一個(gè)整體，所以該種電機(jī)不再是一個(gè)獨(dú)立的部件，它沒有單獨(dú)的軸、軸承和機(jī)殼。因此，這種電機(jī)的性能直接影響壓縮機(jī)的性能、可靠性和使用壽命。本文從制冷壓縮機(jī)用三相異步耐氟電機(jī)的工作環(huán)境與特征、生產(chǎn)特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝三個(gè)方面簡(jiǎn)單地介紹了該種電機(jī)生產(chǎn)制造的基本過程。

工作環(huán)境與運(yùn)行特征

制冷壓縮機(jī)用三相異步耐氟電機(jī)，系與壓縮機(jī)共軸聯(lián)為一體，封閉于對(duì)有機(jī)物有腐蝕的氟里昂氣體中，并且經(jīng)常與潤(rùn)滑油和冷凍機(jī)油接觸。制冷系統(tǒng)內(nèi)部清潔度要求也很高，倘若有污垢等雜物，容易產(chǎn)生系統(tǒng)堵塞，會(huì)引起制冷故障。另外，由于制冷工況的要求，電機(jī)啟動(dòng)比較頻繁。頻繁啟動(dòng)的電流會(huì)引起一個(gè)電磁力和機(jī)械沖擊的作用，這種作用容易使電磁線相互摩擦或相互排斥，以致使絕緣膜破壞。同時(shí)，制冷劑通過轉(zhuǎn)子和定子的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生冷熱沖擊，使絕緣膜產(chǎn)生龜裂。由于上述種種惡劣的工作條件，要求電機(jī)必須具有耐振動(dòng)、耐沖擊、耐氟里昂（簡(jiǎn)稱耐氟電機(jī)）。電機(jī)所用的電磁線、絕緣材料、扎帶和浸漬漆對(duì)氟里昂（F12、F22等）和潤(rùn)滑油的侵蝕要有穩(wěn)定的化學(xué)性能，不允許出現(xiàn)氣泡、脆裂、變質(zhì)、剝落、被溶解等現(xiàn)象。那么具體來講，制冷壓縮機(jī)用三相異步耐氟電機(jī)必須具備下列條件。

1.對(duì)壓縮機(jī)的負(fù)荷變化應(yīng)具有良好的適應(yīng)性。

2.體積要小、重量要輕、效率要高、壽命要長(zhǎng)、噪音要低。

3.應(yīng)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和良好的啟動(dòng)性能，使電機(jī)，壓縮機(jī)，制冷系統(tǒng)三者工作在最佳狀態(tài)。

4.電機(jī)的材料對(duì)制冷劑、潤(rùn)滑油應(yīng)該具有良好的適應(yīng)性以及具有耐熱，耐壓力變化的優(yōu)良特性。要求電機(jī)的材料能夠保持足夠的絕緣能力，其絕緣能力應(yīng)該與壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況相適應(yīng)。

5.具備一定的機(jī)械精度，并且有可靠的過熱過載保護(hù)方式。

生產(chǎn)三相異步耐氟電機(jī)的特點(diǎn)

由于三相異步耐氟電機(jī)不是一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品，它只是壓縮機(jī)的兩個(gè)部件：定子與轉(zhuǎn)子。因此，生產(chǎn)時(shí)與一般電機(jī)也有所區(qū)別。

必須嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。三相異步耐氟電機(jī)由于長(zhǎng)期工作在制冷劑、潤(rùn)滑油和冷凍機(jī)油三者混合介質(zhì)中，所以對(duì)材料有特殊要求。比如槽絕緣薄膜、槽楔，漆包線，引出線，幫扎線甚至硅鋼片等都要進(jìn)行試驗(yàn)，以保證耐氟里昂，耐油，耐高溫。

必須對(duì)工序嚴(yán)格檢查，以確保質(zhì)量。由于這種電機(jī)裝入壓縮機(jī)后一般不方便維修，所以電機(jī)必須保證壓縮機(jī)的壽命。這是該種電機(jī)生產(chǎn)的特殊要求。

生產(chǎn)過程中一般對(duì)電機(jī)不進(jìn)行整機(jī)檢查。電機(jī)單獨(dú)的性能試驗(yàn)只是在批量生產(chǎn)中抽試，定轉(zhuǎn)子部件均可以互換。對(duì)壓縮機(jī)來說，定子與轉(zhuǎn)子分別是獨(dú)立的部件。

除塵處理，以保證電機(jī)的高清潔度。為減少壓縮機(jī)的含塵量一般在部件生產(chǎn)中要注意清潔，并且采取除塵措施。對(duì)定子一般采用空壓機(jī)氣槍吹，轉(zhuǎn)子采用汽油清洗，然后用空壓機(jī)氣槍吹干。

精度要求。由于該種電機(jī)沒有獨(dú)立的機(jī)殼和支撐，其氣隙的均勻性完全靠定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)外圓同心度，內(nèi)圓中心線與鐵芯斷面垂直度保證。因此，要求沖模和疊壓工裝精度較高。在加工工藝上與通用電機(jī)有所區(qū)別。

三相異步耐氟電機(jī)生產(chǎn)中的幾個(gè)主要工藝

沖片，從生產(chǎn)成本等角度考慮，一般采用無取向冷軋硅鋼片沖制，沖片是鐵芯組成基本部分，沖片質(zhì)量直接影響電機(jī)性能，其沖制工藝要求：

由于采用的是無取向冷軋硅鋼片，為使電機(jī)各向磁性均勻等，避免不對(duì)稱性，所以一般要注意軋制方向。硅鋼片軋制方向不同，磁性不同，順向最大。其工藝路線：首先確定裁剪方向，其次在沖片上應(yīng)開記號(hào)槽，按規(guī)定方向沖制。再迭壓時(shí)，依記號(hào)槽錯(cuò)位迭壓，以便使徑向磁導(dǎo)均勻。

沖片尺寸公差一般不低于2級(jí)。沖片精度不高，往往給整個(gè)制造過程帶來難以補(bǔ)救的先天性缺陷。對(duì)于該種電機(jī)沖片的同心度要求較高。從電氣性能將定子內(nèi)外圓疊裝后最好不要進(jìn)行切削加工。其次要求有較高的分度誤差，否則影響槽滿率。

應(yīng)注意毛刺的大小，一般毛刺高度不大于0.03mm，由此要求模具質(zhì)量較高。

目前我國(guó)生產(chǎn)的硅鋼片出廠前多已有絕緣處理，但應(yīng)該克服“冷硬”效應(yīng)，沖制后沿切口冷做硬化，影響磁性，因此沖片迭壓后應(yīng)進(jìn)行退火。

鐵芯迭壓，迭壓鐵芯應(yīng)設(shè)計(jì)迭壓工具，使定、轉(zhuǎn)子鐵芯堅(jiān)實(shí)，確保鐵重。其工序要點(diǎn)：

確定疊壓系數(shù)，通常為保證迭壓長(zhǎng)度，取壓力20～30kg/cm2。

保證鐵重，迭壓鐵芯中，鐵芯有效長(zhǎng)度極為重要，否則電機(jī)額定數(shù)據(jù)變大。但由于硅鋼片厚薄不均，一般為±10％，有效長(zhǎng)度很難保證，因此在鐵芯迭壓時(shí)取重量標(biāo)準(zhǔn)借以控制有效長(zhǎng)度。

防止鐵芯兩側(cè)“翹片”，一般有兩種辦法：一種是控制壓力不宜過大，控制硅鋼片質(zhì)量；另一個(gè)辦法是加齒壓板，即兩側(cè)沖片加厚。在機(jī)械下線時(shí)這是很重要的，因?yàn)闄C(jī)械嵌線，在繞組被拉入槽中時(shí)常常使鐵芯一側(cè)翹片。通常要求全有效長(zhǎng)度因?yàn)槁N片增長(zhǎng)不得大于0.5mm。

轉(zhuǎn)子斜槽正確。轉(zhuǎn)子鐵芯在迭壓中要求斜槽，斜槽大小為一個(gè)定子齒距，以削弱齒諧波，改善啟動(dòng)特性。這里所講的正確性是指斜槽角度及平直性，不允許彎扭。

嚴(yán)禁銼槽，槽口及槽壁應(yīng)平整，通常以定位鍵保證，如果出現(xiàn)參差或報(bào)廢，或提高沖模，迭裝模精度不允許銼槽。

繞組。繞組制造對(duì)于任何電機(jī)來說都是至關(guān)重要的，它直接影響電機(jī)電氣性質(zhì)，壽命，運(yùn)行可靠性，制造繞組有三個(gè)關(guān)鍵性項(xiàng)目需要特別注意。

避免匝間短路。匝間短路嚴(yán)重危害電機(jī)質(zhì)量，輕者使電機(jī)過熱，匝間擊穿、溫升高、輸出不足，影響電機(jī)多項(xiàng)指標(biāo)，重者燒毀電機(jī)。至少減少壽命，使電機(jī)無法正常工作。產(chǎn)生匝間短路的原因一般有：漆包線材質(zhì)低劣，繞制中漆膜損傷等。為了提高電機(jī)質(zhì)量避免匝間短路，所有工廠不論手工嵌線還是自動(dòng)嵌線都要從兩個(gè)方面強(qiáng)化管理：一方面嚴(yán)格控制劣質(zhì)線材入庫(kù)，使用；另一方面強(qiáng)化文明生產(chǎn)，加強(qiáng)工藝制度，保證檢驗(yàn)措施，加強(qiáng)半成品管理。

相間阻抗平衡與控制。對(duì)于三相電機(jī)應(yīng)保證三相繞組抗平衡，主要是電阻的平衡，以保證電機(jī)的對(duì)稱性。

繞組匝數(shù)準(zhǔn)確性。繞組匝數(shù)的誤差對(duì)電機(jī)功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩都有影響，特別是在正弦繞組中，匝數(shù)不準(zhǔn)確使磁場(chǎng)畸變，從而失去正弦繞組的意義和電機(jī)性能變壞。另外，每項(xiàng)分布匝數(shù)也要保證準(zhǔn)確。保證匝數(shù)準(zhǔn)確性的手段是控制繞線設(shè)計(jì)數(shù)及加強(qiáng)匝數(shù)檢查。

轉(zhuǎn)子鑄鋁，轉(zhuǎn)子鑄鋁對(duì)鼠籠異步電機(jī)來說是關(guān)鍵工藝之一。鼠籠轉(zhuǎn)子鑄鋁一般用金屬模，而在該種電機(jī)中一般采用壓力鑄造，生產(chǎn)效率高，但易有氣孔，疏松缺陷。壓力鑄鋁工藝過程簡(jiǎn)單，但須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程做，才能保證質(zhì)量與發(fā)揮設(shè)備的效能。通常壓鑄有氣動(dòng)，液動(dòng)。氣動(dòng)快，液動(dòng)平穩(wěn)。影響壓鑄零件質(zhì)量、生產(chǎn)率的主要工藝因素為：模溫、鋁水溫度，比壓力，注射速度、鋁的質(zhì)量。

鑄模溫度，一般采用對(duì)鑄模預(yù)熱來保證，預(yù)熱溫度一般在200℃左右。過高或過低都會(huì)導(dǎo)致排氣困難。

鋁水溫度，轉(zhuǎn)子鑄鋁時(shí)，鋁水溫度是關(guān)鍵之一。溫度過高，鋁晶粒粗大，使鑄件的電阻率變差，機(jī)械性能變差，溫度過低，電阻率與流動(dòng)性變差。因此，通常控制鋁溫，在模溫200℃時(shí)，最低鋁溫不能小于680℃，最高不能大于745℃，最好溫度為735℃。

比壓力。比壓力是鑄鋁轉(zhuǎn)子模具設(shè)計(jì)工藝因素之一，鼠籠轉(zhuǎn)子對(duì)鋁件強(qiáng)度沒有特殊要求，一般說在700kg/ cm2以下，壓力越大，強(qiáng)度越好，大于700kg/cm2強(qiáng)度下降。過大比壓力，對(duì)模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將要給予特別考慮。

注射強(qiáng)度，影響沖模狀態(tài)、流動(dòng)性。過快，影響模具壽命，太低。產(chǎn)生冷隔，通常取適當(dāng)壓力，低速，可保證鑄件質(zhì)量。電機(jī)中取1m/s。另外，存模時(shí)間對(duì)鑄件質(zhì)量也很影響，一般4—6s為好。

結(jié)束語(yǔ)

工藝工作并不是一成不變的，隨著新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，工藝工作絕不會(huì)停止在一個(gè)水平上，工藝工作也會(huì)不斷改正、不斷完善、不斷發(fā)展。應(yīng)用先進(jìn)的電機(jī)制造技術(shù)和完美的設(shè)備、工裝、模具，可以生產(chǎn)出高效率、高性能的電機(jī)，滿足日益增長(zhǎng)的產(chǎn)品需求，同時(shí)可以減小因質(zhì)量問題所造成的產(chǎn)品檢驗(yàn)不合格現(xiàn)象。另外生產(chǎn)制造過程中，一些關(guān)鍵工序，對(duì)員工的文化素質(zhì)要求較高一些，對(duì)文化素質(zhì)薄弱的員工應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)，以提高其質(zhì)量意識(shí)，另外還要對(duì)員工加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)及對(duì)模具的愛護(hù)，增強(qiáng)生產(chǎn)過程中的自我安全保護(hù)意識(shí)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.09.033